石材生产中的有机废气治理

奔跑的蜗牛

随着国家加强对环境及对员工身心健康的保护，生产过程中产生的废气在排放未达标前不允许排放到大气环境中及排放到工作环境中。因此，凡使用化学药剂产生废气的场所必须进行废气治理。石材行业生产加工过程中产生废气最多的工序是天然石材使用不饱和聚酯树脂胶及环氧树脂胶补胶及人造石、石英石压制过程中产生的废气。这些废气对人体及大气环境均会产生严重危害，必须治理这些废气才能保障员工的身体健康。

1有机废气的处理

有机废气是指碳烃化合物、苯、醇类、酮类、酚类、醛类、酯类、胺类、腈氰等有机化合物。这些化合物对我们生活、工作的环境均产生危害。

有机废气治理是指用多种技术措施，通过不同途径减少石油损耗、减少有机溶剂用量或排气净化以消除有机废气污染。有机废气污染源分布广泛，为防止污染，除减少石油损耗、减少有机溶剂用量以减少有机废气的产生和排放外，排气净化是目前切实可行的治理途径。

2有机废气的危害

人造石以不饱和树脂和甲基丙烯酸甲酯等有机高分子材料为粘接原料，使用苯乙烯有机溶剂稀释，生产过程中会产生含苯乙烯有机废气。苯乙烯具有毒性，对人的上呼吸道有强烈的刺激作用，苯乙烯废气具有致畸、致突变和致癌的三致作用，对人体健康危害大；它还是光化学反应剂,其光降解产生如臭氧的二次污染，苯乙烯被美国环境保护局列为189种危害空气污染物之一。有机废气大多具有毒性，部分已被列入致癌物。

3废气处理方法

目前，对有机废气及粉尘的净化方法，主要有吸收法（干法和湿法）、吸附法、冷凝法、燃烧法、氧化法及分解法等。其中吸收法（水洗、药液洗涤）、燃烧法、吸附法较为常用。

3.1吸收法

一般采用物理吸收，即将废气引入吸收液进净化，待吸收液饱和后经加热、解析、冷凝回收。本法适用于大气量、低温度、低浓度的废气，但需配备加热解析回收装置，设备体积大、投资较高。

一般采用活性炭吸附法：通过活性炭吸附废气，当吸附饱和后，活性炭脱附再生，将废气吹脱后催化燃烧，转化为无害物质，再生后的活性炭继续使用。当活性炭再生到一定次数后，吸附容量明显下降，则需要再生或更新活性炭。

活性炭是目前处理有机废气使用最多的方法，对苯类废气具有良好的吸附性能，但对烃类废气吸附性较差。主要缺点是运行成本较高，不适合于湿度大的环境。但就目前市场应用来说，采用活性炭吸附最为常用。

活性炭采用最多的方法为：活性炭颗粒及活性炭纤维，采用活性炭颗粒价格比较便宜，但效果差些，相比来说采用活性炭纤维价格相对高些，效果好些。

3.2活性碳纤维（ACF）特点

（1）活性碳纤维比表面积大，有效吸附量高。由于同样重量的纤维的表面积是颗粒的近百倍，所以需要填充的活性碳纤维的重量非常小，然而吸附效率却非常高。根据所处理废气的有机气体含量和其它物理特性的不同，吸附效率在85%〜98%之间，多级吸附工艺可以达到99.99%，远远高于活性碳颗粒吸附法的最高吸附率88%，而且体积及总重量也都很小。

（2）吸附﹑脱附行程短、速度快、脱附﹑再生耗能低。ACF对有机气体吸附量比颗粒状活性炭（GAC）大几倍至几十倍，对无机气体也有很好的吸附能力，并能保持较高的吸附脱附速度和较长的使用寿命。如用水蒸气加热6〜10min，即可完全脱附，耐热性能好，在惰性气体中耐高温1000℃以上，在空气中着火点达500℃以上。

（3）形状可变，使用方便。由于活性碳纤维可以做成毡式，所以更换起来非常方便，不会对人体造成任何危害。

（4）可根据需要生产出具有特殊性能的专用ACF，强度好，不会造成二次污染。

3.3燃烧法

（1）直接燃烧法

利用燃气或燃油等辅助燃料燃烧，将混合气体加热，使有害物质在高温作用下分解为无害物质；本法工艺简单、投资小，适用于高浓度、小风量的废气，但对安全技术、操作要求较高。

（2）催化燃烧法

把废气加热经催化燃烧转化成无害无臭的二氧化碳和水；本法起燃温度低、节能、净化率高、操作方便、占地面积少、投资较大，适用于高温或高浓度的有机废气。

3.4吸附法

（1）直接吸附法：有机废气经活性炭吸附，可达95%以上的净化率，设备简单、投资小，但活性炭更换频繁，增加了装卸、运输、更换等工作程序，导致运行费用增加。

（2）吸附-回收法：利用纤维活性炭吸附有机废气，在接近饱和后用过热水蒸汽反吹，进行脱附再生；本法要求提供必要的蒸汽量。

（3）新型吸附-催化燃烧法：此法综合了吸附法及催化燃烧法的优点，采用新型吸附材料（蜂窝状活性炭）吸附，在接近极限后引入热空气进行脱附、解析，脱附后废气引入催化燃烧床无焰燃烧，将其彻底净化，热气体在系统中循环使用，大大降低能耗。本法具有运行稳定可靠、投资省、运行成本低、维修方便等特点，适用于大风量、低浓度的废气治理，是目前国内治理有机废气较成熟、实用的方法。

3.5高级氧化法

高级氧化法是近年来在化学氧化法基础上发展起来的新技术。臭氧高级氧化技术是通过臭氧氧化与各种水或废气处理技术组合，形成氧化性更强、反应选择性较低的羟基自由基的氧化技术。

3.6生物法

生物法有机废气净化技术是目前世界上工业废气净化领域的前沿热点技术。与常规的有机废气处理技术相比，生物处理低浓度有机废气技术具有效果好、投资及运行费用低、安全性好、无二次污染、易于管理等优点。

臭氧-生物法处理挥发性有机废气技术是采用臭氧高级氧化技术与高效生物滴滤法相结合工艺处理高浓度挥发性有机废气。臭氧高级氧化技术是利用气相臭氧氧化挥发性有机物与O3/H2O2产生活性极强的自由基（如˙OH）氧化有机废气吸收液相结合的臭氧高级氧化技术。生物法将臭氧氧化分解产物和有机废气继续好氧降解成无害的物质。高级氧化法能有效提高难降解有机物的生物降解性能，形成了高级氧化法与后续生化技术相结合的处理技术，见图2。

臭氧-生物法处理挥发性有机废气技术是采用臭氧高级氧化技术和生物滴滤联合处理高浓度苯乙烯有机废气。臭氧高级氧化（AOPs）净化挥发性有机废气是利用气相臭氧氧化挥发性有机物与O3/H2O2产生活性极强的自由基（如˙OH）的液相臭氧氧化有机废气吸收液相结合对有毒有害挥发性有机污染物进行直接的分解去除，生物滴滤法（BTF）将臭氧氧化分解产物和挥发性有机废气继续好氧降解成无害的物质。该技术不仅可减少生物滴滤装置的体积，还可避免臭氧氧化产生二次污染的发生，是一种挥发性有机废气的新型处理方法。

4人造石行业各种有机废气处理工艺

目前，国内外人造石行业苯乙烯有机废气处理工艺主要有吸收、活性碳吸附、吸附浓缩-催化燃烧、蓄热式催化氧化（RCO）燃烧工艺、蓄热式直接氧化法、光触媒、催化法、生物法等。采用吸附一催化燃烧综合法处理含苯乙烯VOCs废气。蓄热式催化氧化处理ABS生产装置含苯乙烯废气中试和工程应用。研究了介质阻挡放电（DBD）常压下降解流动态苯乙烯。液体吸收一活性炭吸附净化苯乙烯废气。传统活性碳吸附工艺处理高浓度有机废气，但是处理效果不佳并再生脱附导致维护运行费用高，还会带来二次污染；并没有配套建设再生装置，吸附剂饱和后既未再生，也因其价格昂贵很少更换。采用吸附-催化燃烧法也因催化剂易中毒、寿命短、燃烧设施的安全性差而不能稳定运行，造成治理设施难以发挥作用。也有少数采用简单水喷淋或吸收处理，净化效率低且易产生二次污染。采用催化转化法如蓄热式催化氧化（RCO）燃烧工艺、吸附浓缩-催化燃烧、光催化处理苯乙烯有机废气，容易引起催化剂中毒造成净化效率急剧下降缩短催化剂寿命。

挥发性有机废气的臭氧氧化技术可将多种有机污染物同时氧化脱除，节省设备投资、耗能小，但转化率不高、臭氧氧化不彻底，可能造成二次污染；而生物处理挥发性有机废气存在工业装置体积较大，易受污染负荷及组分的变化、非稳态工况和外界环境温度的影响。将臭氧氧化和生物法联合处理高浓度挥发性有机废气则可以减少生物净化装置体积，臭氧氧化产生的副产物被生物降解成无害的物质，避免二次污染的发生；这不仅可以减少，而且能控制有害副产物的形成，提高性价比。

臭氧-生物法处理挥发性有机废气具有对有机废气净化效率高，有机废气中苯乙烯的净化效率可达90%以上，TVOC去除率90%以上，废气降解完全、操作简便、装置运行稳定性好、运行费用低和无二次污染等优点，适应于高浓度挥发性有机废气净化处理。

5几种有机废气处理工艺供企业选择

工艺①：废气→吸气罩→吸气管道→风机→活性炭吸附塔；工艺②：废气→吸尘罩→吸尘管道→风机→洗涤除尘器→排气；工艺③：废气→吸尘罩→吸尘管道→洗涤除尘器→风机→活性炭吸附塔→排气。

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